專利名稱：電瓶叉車控制器的制作方法
本技術方案屬于一種電瓶叉車直流電機控制裝置。
迄今為止，在電瓶叉車上對直流電動機工況進行控制，有兩種方法一是在其輸出回路中串聯(lián)可變電阻箱的方法，這是長期以來普遍采用的方法，它是以大功率電阻逐段切除的方式來改變電動機輸入或勵激功率的大小，這種方法能量損耗和電阻發(fā)熱問題嚴重，同時，在切換觸點處產(chǎn)生電弧，不僅給維護運行帶來困難，而且不能在易燃易爆的場所使用;另一種是所謂逆變可控硅控制器法(即SCR法)，這是一種較為先進的方法，它是采用控制可控硅的開關時間比來調節(jié)平均輸出電壓，該法由于功率器件的關斷不易控制，失控現(xiàn)象頻繁，加之元件成本高，且需增設交直流逆變裝置，故推廣應用受到一定限制。在工業(yè)設施中的各種直流電機拖動系統(tǒng)或一般電動交通工具的調節(jié)控制系統(tǒng)中，近年來出現(xiàn)一種新型調節(jié)控制方法，即由功率場效應晶體管并聯(lián)組成的大功率開關來調節(jié)控制電機工況的方法，文獻CN1005230B公開的一種以蓄電池作動力的交通工具的牽引電機控制系統(tǒng)的技術方案，即屬此類，它是以壓控模擬的控制方式通過改變一個可變電阻上的電壓模擬量的大小去控制輸出頻率或輸出電壓的摸擬量，再去和一個設定的電壓信號通過比較器進行比較，以改變輸出電壓波形的占空比，通過功率開關改變直流電機上的平均電壓達到調速的目的。這樣的方案將其直接應用于電瓶叉車，則暴露出許多不足之處。因為電瓶叉車是一種運行速度極低(上限不超過13kM/h)而液壓動力電極啟動瞬態(tài)電流很高(600A以上)的裝卸機械，直徑很小的實心車輪面臨作業(yè)場所的復雜路面狀態(tài)，其克服障礙和防振動能力很差，在叉取貨物時，對運行的車輛前進的阻力使走行電機內部產(chǎn)生瞬時堵轉電流，加之兩臺直流電機運行工況改變頻繁等等諸多因素，都會給控制系統(tǒng)提出更高的要求，尤其是以下兩點不容忽視其一，作為普通電動車輛，調速用電阻器與腳踏板機械聯(lián)動，因操作頻繁引起機械接觸磨損嚴重;其二，是工作頻率偏高，有的高達10KHZ以上，功率執(zhí)行器件在一個運行工況改變頻繁、電機瞬態(tài)電流大的感性負載電路中工作時，其開關的損耗、截止期的瞬態(tài)電壓的影響、電路的實際關斷時間以及電路本身可能產(chǎn)生的尖峰干攏等造成的不利影響等等不利因素，都應認真對待。
本技術方案的目的是提供一種用功率場效應晶體管模塊作大功率開關，以定頻調寬的低頻控制方式和實時邏輯控制系統(tǒng)構成一個光電數(shù)控型電瓶叉車控制器以克服已知技術的缺陷。
本技術方案所述電瓶叉車控制器具有如下的特征第一、該電瓶叉車控制器有一套光電數(shù)控型指令信號產(chǎn)生和發(fā)送裝置，它由光電發(fā)射管及其工作電路、光電接收管及其工作電路、光電碼輪及其操動機構所組成，其結構形式是由一個主傳動軸帶動一組齒輪傳動系統(tǒng)，來驅動控制一只位于光電發(fā)射管與光電接收管之間，光電碼輪盤轉動。
第二、該電瓶叉車控制器有兩個基準工作頻率激勵脈沖信號產(chǎn)生器，各由一只自激振蕩器和他激單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器構成，一個控制叉車液壓動力電機，另一個用于走行電機的調速控制，該走行電機調速控制信號產(chǎn)生器，其中自激振蕩器控制振蕩頻率，他激單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的阻容定時回路與一個四位二進制數(shù)字信號處理電路的模擬開關輸出端的一組不同阻值的電阻分別串接，通過電阻值來改變控制輸出脈寬;兩激勵脈沖信號產(chǎn)生器分別與兩只邏輯控制門組成鍵控振蕩器，激勵脈沖信號的有、無，取決于兩控制門的邏輯狀態(tài)、兩振蕩器通過一組轉換開關的切換分別接入大功率開關(電瓶叉車控制器功率執(zhí)行器件)的激勵控制極(功率場效應晶體管的G極)回路中;
第三、該電瓶叉車控制器的大功率開關(即功率執(zhí)行器件)是由多只功率場效應晶體管并聯(lián)組成的功率模塊，該模塊通過電路中接觸點的邏輯換換，分別與走行或液壓動力電機串聯(lián);兩臺電機共用一只續(xù)流二極管，與兩臺電機反向并聯(lián);
第四、該電瓶叉車控制器還裝有由一系列邏輯控制門和驅動器電路以及邏輯指令執(zhí)行開關和切換接觸器機構組成的實時邏輯控制系統(tǒng)和執(zhí)行機構。
附圖給出本技術方案的具體實施例。


圖1，是本實施例電聯(lián)接結構組成圖;
圖2、是本實施例電路原理示意圖;
圖3、是圖2中P點激勵電壓波形圖;
圖4、是本實施例大功率模塊結構平面示意圖;
圖5、是本實施例大功率模塊外形橫斷面主視圖;
圖6、是本實施例大功率模塊外形橫斷面俯示圖;
圖7、是本實施例元器件總裝配示意圖;
圖8、是圖7中控制盒〔DK-18〕結構示意圖。
本實施例所述電瓶叉車控制器總體結構包括1、一個殼體結構經(jīng)過特殊設計的四十只TMOS功率MOSFET并聯(lián)重合后組成的超大功率模塊作本電瓶叉車控制器的功率執(zhí)行器件。
2、將一整套微功耗CMOS數(shù)字電路選用作本實施例的控制電路器件，使電路得以進一步優(yōu)化，具體構成方式是一個光電型數(shù)字信號發(fā)送裝置，調速信號來自由四對紅外光電管通過光電碼輪不同轉角的變化而產(chǎn)生相應的四位二進制信號A、B、C、D。此信號加到單十六路模擬開關CD4067BE型集成塊，IC4的地址輸入端，其十六個IN/OuT端分別接十六只不同阻值的電阻，電阻的另一公共端接VDD電源，模擬開關輸出信號自一腳輸出。
兩塊雙單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器CD4098BE型集成塊IC1和IC3分別用于控制走行和油泵電機，一塊四2輸入端與非門CD4011BE型集成塊IC3，其中的兩個門與IC1和IC2構成鍵控振蕩器，IC1和IC2各自內部的一個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器控制振蕩頻率，另一個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器控制輸出脈寬，本控制器采用定頻調寬方式，而振蕩器的起振與否決定于控制門J1和J2的邏輯狀態(tài)，即所謂“鍵控”的原理。一塊二4輸入端與門MC14082B型集成塊IC5和一塊七段LED驅動器MC1413P型集成塊IC6以及IC3的另外兩個門組成本控制器操作過程的實時邏輯控制系統(tǒng)。
3、由兩只TMOS場效應管T1和T2分別控制走行和油泵電機接觸器線圈。功率模塊的激勵電壓由T3提供，其輸出端通過接觸器主觸頭的切換，可分別串入到走行電機和油泵電機的電源電路中去。
4、由集成電路穩(wěn)壓電源CW7815提供+15V控制器工作電源。
如圖1所示，本實施例走行電機的調速控制信號是由八只3CG型晶體管T4-T11組成的緩沖放大級輸出至相應的控制電路。也可以將T4-T11用一塊集成電路，如四位鎖存D型觸發(fā)器代替。
本實施例走行電機調速控制電路由IC1和IC4組成，IC4接受光控碼盤產(chǎn)生的數(shù)字信號，對每組四位二進制數(shù)字信號，IC4與之相應的電子開關接通，將相應的電阻接入IC1的定時電路中，而IC1的振蕩定時元器件由C和IC4輸出端的不同電阻組成，以構成不同值的R·C時間常數(shù)，改變輸出激勵脈沖信號的占空比，達到走行電機調速的目的。本控制器調速方法系采用固定振蕩電容C，改變電阻來達到調速的目的。除此而外，當然也還可以采用固定電阻R，改變電容C的方法;或者不用光電數(shù)控系統(tǒng)，而在IC1的振蕩阻容元件上直接施加控制，不過這將隨之帶來如下弊端一是電阻器的機械磨損造成的接觸不良;二是電容器介質的損耗、結構的堅固性和容量的穩(wěn)定性帶來的影響，這都應認真考慮。
本實施例所述電瓶叉車控制器，由圖2給出了它的電路元器件聯(lián)接方式，其中由四對紅外光電管(D4～D11)，四位光電碼輪(ML)、四位二進制數(shù)字信號發(fā)生器(MS)和模擬開關(MK)組成一個對基準工作頻率進行定頻調寬的裝置;
由兩只雙單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器分別作成的走行電機控制振蕩電路(ZX)和油泵電機控制振蕩電路〔BX〕及它們各自的控制門(M4)和(M5)組成產(chǎn)生基準工作頻率的鍵控振蕩器;
由TMOS場效應晶體管(T1和T2)、走行電機電路中的接觸器線圈(ZC1和FC1)以及油泵電機電路中接觸器線圈(BC1)組成邏輯切換的執(zhí)行機構;
由二極管(D2和D3)，方向開關(FK)、聯(lián)動開關(TK1)和門電路(M1、M2、M3)組成邏輯指令、檢測和鑒別別系統(tǒng);
由功率模塊〔GK〕激勵管(T3)、控制轉換開關(TK2、TK2′、TK3、TK3′)，續(xù)流二極管(D1)和接觸器(ZC ZC′，F(xiàn)C，F(xiàn)C′，BC、BC′)各觸點切換機構所組成的走行和油泵電機工作電路;
由小功率開關可控硅控制器(SCR)、門電路(M8、M9)和控制開關(TK1′，TK4)組成剎車斷電與零位保護裝置;
除此而外，本實施例還有由蓄電池供電的集成電路穩(wěn)壓電源(W)，以及由比較器(A1)、指示燈(H)振蕩器(IA)和蜂嗚器(DD)組成的蓄電池電源欠電壓聲光報警裝置。
同時，本實施例所述電瓶叉車控制器全部元器件分別安裝在三塊控制線路板和一個控制盒中，其中
第一塊板中安裝有接觸器〔DK-9〕電阻、電容〔DK-8〕接觸器線圈控制管〔DK-5，DK-6〕和插座〔DK-4〕;
第二塊板中安裝有電源極性保護二極管〔DK-11〕、續(xù)流二極管〔DK-12〕，欠電壓報警器〔DK-17〕、熔斷器〔DK-13、DK-14〕、指示燈〔DK-15〕和鑰匙開關〔DK-16〕以及穩(wěn)壓電源〔DK-10〕;
第三塊板上安裝有功率模塊〔DK-1〕，激勵場效應晶體管〔DK-3〕和電阻〔DK-2〕;
控制盒〔DK-18〕中，通過支撐架〔M-2〕、支撐件〔M-14〕緊固螺栓〔M-18〕和安裝孔道〔M-9〕和〔M-20〕，安裝有光電碼輪及其操作控制機構，主傳動軸〔M-3〕、復位彈簧〔M-4〕、扇形齒輪〔M-5〕、凸輪齒輪〔M-6〕，接觸滾輪〔M-11〕、簧片〔M-12〕和微動開關〔M-13〕;還裝有紅外光電發(fā)射管及其電路板〔M-7〕與紅外光電接收管及其電路板〔M-19〕，以及裝有集成塊IC1、IC2、IC3、IC4、IC5和IC6的控制電路雙面印刷電路板〔M-17〕。
下面結合附圖2介紹實現(xiàn)本實施例控制方案的一次循環(huán)過程，以進一步說明本控制器結構動態(tài)配合關系及其功能效果。
要使電瓶叉車控制器整個系統(tǒng)正常工作，必須先合上蓄電池電源總開關K6，通過電源極性保護裝置D0，接通控制電路電源開關DS，通過穩(wěn)壓集成電路W1向系統(tǒng)提供+15V工作電源，同時，主電路電源也經(jīng)(102)線引入，全系統(tǒng)處于待命工作狀態(tài)。
方向開關FK(4)點接通至(3)或(2)的一端，(4)的電壓信號經(jīng)D2或D3，M1、M7、M6的檢測、鑒別，使(14)＝0、(16)＝0，鍵控振蕩器BX停振，其輸出為0，即液壓動力電動機ZD2的激勵信號為0。(5)＝0，因為(10)＝0、(11)＝0，經(jīng)M3M2倒相，使(6)＝0 T2截止，ZC1或FC1無法形成電流通路，故ZC或FC吸合，ZC′或FC′分斷。又因(9)＝0，使T1截止，BC1失電，BC不吸合，保持圖2所示狀態(tài)，使功率模塊GK串聯(lián)于走行電機ZD1的電源電路里。此時(10)為高電平，(11)也為高電平，M2輸出為1，即使制動踏板松開，TK1閉合，仍使(6)＝1，踏下速度調節(jié)踏板，控制盒內的凸輪使TK4動作，(8)＝1，在M9中R＝1、S＝0、Q＝1、Q＝0，使(7)＝1、(13)＝1、(15)＝1，鍵控振蕩器ZX工作，同時，因光電碼盤ML也同步隨速度調節(jié)踏板的踏下而轉動，位于光電碼盤兩側的紅外光電發(fā)射和接收管，通過ML上的小孔，輸出四位進制數(shù)字信號，經(jīng)MS緩沖、阻抗變換，將四位二進制數(shù)字信號A、B、C、D傳送到MK的地址輸入端，MK的輸出接至決定ZX輸出脈沖占空比的電路中，ZX的輸出，通過開關TK′2，TK′3傳到T3的G極，其(12)和模塊的公共柵極(G極)相連，功率模塊(GK)驅動走行電機ZD1運行，電瓶叉車處于行駛狀態(tài)。如果繼續(xù)踩速度調節(jié)踏板。A、B、C、D的數(shù)字信號將不斷地改變，而對應于每一組數(shù)字信號，MK將逐一對應一個不同的輸出結果加到ZX的電路中，ZX將根據(jù)不同的信號，輸出不同占空比的激勵信號電壓，使ZD1不斷地被加速，當ZX的輸出為一高電平直流信號時，ZD1達到全速。ZD1的減速直至關閉的動作過程可據(jù)此類推。
假設ZD1在運行過程中，在加速踏板不松開的情況，踩下制動踏板，TK1、TK1′動作，此時由SCR和M8組成的“零位保護”電路動作，迫使R＝0，S＝1，Q＝0，Q＝1，由于Q＝0使(13)＝0，(15)＝0，ZX輸出為0，模塊GK截止，切斷了ZD1的電源電路，再將制動踏板松開，TK1、TK1′恢復原狀，但由于一只小功率開關SCR的作用，仍然保持R＝0，S＝1的狀態(tài)，ZD1仍將不能運行，只有把速度調節(jié)踏板松開回到零位再踩下速度調節(jié)踏板，ZD1方能從起始工作檔位開始，繼續(xù)運行。這一控制特性是本控制器的優(yōu)點之一。
本系統(tǒng)ZD1的速度調節(jié)范圍，因電瓶叉車的運行速度低，本系統(tǒng)共有24＝16種調速狀態(tài)，根據(jù)本實施例的驗證，只用了14種調速狀態(tài)已足以滿足使用要求，操縱運行時的自我感覺和無級平滑調速沒有任何區(qū)別。本系統(tǒng)功率模塊的開關頻率段為200HZ。
用本系統(tǒng)操縱電瓶叉車向一個方向運行時，如要換向逆向行駛，此時如若沒有保護電路，由于電瓶叉車的慣性，仍會朝原來的方向滑行，但這時控制電路卻要驅動叉車朝相反的方向行駛，走行電機ZD1在瞬間將產(chǎn)生很大的堵轉電流，同時，電瓶叉車的機械傳動部分也將產(chǎn)生強烈的機械振動力和破壞性扭力，顯然，對電瓶叉車的使用安全性帶來潛在的威脅，本控制器的結構通過如下的操作過程，克服上述的弊端如圖1所示，假設方向開關FK(4)在(2)的位置，使電瓶叉車朝一個方向運行，這時，如要改變電瓶叉車的運行方向，速度調節(jié)踏板回到零位后，須將(4)接于(3)的位置，就在(4)回到(1)的瞬間，因ZC1失電，使ZC釋放ZC′閉合，(10)＝0，這時(4)接于(3)后，因(10)＝0、(11)＝0、(6)＝0，T2截止，F(xiàn)C1失電，F(xiàn)C不能吸合，F(xiàn)C′也不能分斷，ZD1不能運行，這時只有踩下制動踏板，TK1動作后，使(6)＝1，T2導通，F(xiàn)C1得電，使FC吸合，F(xiàn)C′釋放，(10)為高電平，(11)為高電平，M2輸出為1，松開制動踏板后，使(6)保持為1，才能使ZD1得電運行。而在踩下制動踏板后，就意味著電瓶叉車已充分停穩(wěn)。同樣，如在換向時不松開速度調節(jié)踏板，要使ZC或FC吸合，須踩下制動踏板，TK′1、TK1動作，ZC或FC吸合，但此時R＝0、S＝1、Q＝0、Q＝1，使(13)＝0、(15)＝0，ZX輸出為0，模塊無激勵信號，ZD1不能運行。這就是所謂“車未停穩(wěn)(包括滑行)不能進行換向行駛”的保護功能。這也是本控制器的優(yōu)點之二。
如若啟動液壓動力電機ZD2，使電瓶叉車的工作油缸進行起升或傾、仰的裝卸作業(yè)時，須將(4)回到(1)，ZC或FC釋放，使ZD1脫離模塊和電源的串聯(lián)電路，同時，使(13)＝0(15)＝0 ZX輸出為0，T3截止，模塊截止。(4)接到(1)后，使(9)＝1，T1導通，BC1得電，BC吸合BC′分斷，使ZD2串入了電源和模塊之間的電路。由于R＝0、S＝1 Q＝0、Q＝0，使(7)＝1、(14)＝1、(16)＝1，鍵控振蕩器BX工作。由于ZD2的工作方式是全電壓啟動，全電壓停止，如果BX輸出交流脈沖波形來激勵功率模塊工作將是不適宜的。ZD2的這種特定的運行工況，使得在設計BX電路時，要將其有關的振蕩電路的元件參數(shù)、選擇得恰好在其設計頻率至輸出恒高電平的臨界處長100MS左右的時間上，這樣，BX將呈現(xiàn)恒高電平的直流輸出。BX的輸出傳遞到兩只并聯(lián)連結的雙連開關的常開觸點的公共端。它們都分別和電瓶叉車的液壓動力電機兩根操縱桿實現(xiàn)機械聯(lián)動。其二只開關的常閉觸點相互串聯(lián)后接至ZX的輸出端，另一端和兩只并聯(lián)的常開觸點相接，共同接到T3的G極。根據(jù)電瓶叉車裝卸作業(yè)的需要，接下任何一根(或二根)操縱桿，開關的常閉觸點分斷，常開觸點閉合，接通了來自BX的輸出“1”信號，T3導通，模塊工作，ZD2得全電壓啟動，電瓶叉車的液壓系統(tǒng)開始作功。本控制器把把方向開關的(4)點作為邏輯信號電平的指令發(fā)送端，使整個控制電路簡化、操作便捷，這是它的優(yōu)點之三。
本控制器在操縱電瓶叉車過程中，假設ZD1處于工作狀態(tài)時，從電機回路的主電路看，ZD2被切除出主電路。從控制電路看，由(4)、M1、M7、M6、TK4M8、M9、TK2、TK2′、TK3、TK3′的控制作用，使T1截止，ZX輸出“1”，BX輸出“0”，如果在這種狀態(tài)下，想按下操縱桿啟動ZD2是無法實現(xiàn)的，其結果將使ZD1也停止工作，致使ZD1，ZD2都不能工作。反之，如在啟動ZD2的同時，想踩下調速踏板使ZD1工作，也是不可能的，其結果將和上述情況一樣。象這樣，從控制電路和主電路兩個方面雙重保證使ZD1、ZD2不能同時工作，同時，在主電路中，用三只接觸器的三對觸點進行巧妙地切換，使工況不同的ZD1、ZD2共用一只續(xù)流二極管D1和功率模塊。(GM)。這是本控制器的優(yōu)點之四。
本控制器系統(tǒng)三對切換接觸點在吸合時，主電路沒有電流通過，在動、靜觸點間不產(chǎn)生任何電暈。在釋放過程中，因在每只接觸器線圈的兩端，均并聯(lián)連結了三組RC串聯(lián)網(wǎng)絡電路，其作用之一是消除T1、T2漏極上瞬態(tài)電壓的影響，作用之二是使每一只接觸器具有延時釋放的功能，只要將延遲時間選取大于功率模塊截止時主電路凈電流為零的時間，就能使接觸器觸點釋放時，動、靜觸點間不會產(chǎn)生任何電暈。考慮到油泵電機ZD2的瞬時大電流啟動的工況，在晶體管T1的G極電路里，加接了R1C1時間常數(shù)電路，適當延長了BC1的釋放時間。這樣的措施，有效地消除了接觸器主觸點在切換過程中動、靜觸點間的電暈，這是本控制的優(yōu)點之五。
本控制器系統(tǒng)的蓄電池電壓聲光報警系統(tǒng)裝置是按獨立的方式工作，只要有連續(xù)不斷的聲光報警信號出現(xiàn)，操縱者就可以在不影響正常裝卸作業(yè)的情況下，及時處理，這樣，既方便了操作，又不會對電瓶叉車及其控制系統(tǒng)造成大的危害。
根據(jù)電瓶叉車這類裝卸作業(yè)機械，因供電電壓低、走行速度慢、液壓動力電機全壓起動、全壓停止，以及直流電動機瞬態(tài)電流大的運行工況等特點，要求對功率場效應管模塊的結構進行精心設計，圖4圖5和圖6給出了本實施例由TMOS功率MOSFET超大電流功率模塊(GK)的一種結構形式;其特征是
功率模塊的外殼是由兩塊相同形狀的殼體〔GK-13〕扣接而成，殼體的材料用導熱性能好的鋁合金;
功率模塊的殼體〔GK-13〕外表面作成帶凸起的排片狀散熱片〔GK-16〕，使其具有良好的熱傳導和熱輻射作用;
模塊殼體〔GK-13〕內鑲嵌有紫銅板制成的主電極〔GK-1〕(公共D極)，其接線端伸出殼體外，通過接線孔〔GK-14〕與外電路連接;
在殼體〔GK-13〕內腔表面開有條形溝槽，在其中鑲嵌有銅質材料的模塊公共S極〔GK-2〕，S極〔GK-2〕與所述溝槽之間，由絕緣體〔GK-11〕填充，使其成為緊密配合，S極的一端露出殼體外，開有一個接線孔〔GK-15〕;
在殼體〔GK-13〕的內腔中S極板的兩側，還對稱安裝有兩塊“L”形敷銅板構成的公共G極〔GK-5〕，它通過殼體壁上的開孔將接線端〔GK-3〕伸出殼體之外，公共G極板〔GK-5〕通過絕緣體固接于模塊殼體內表面;
功率模塊〔GK〕的每只TMOS功率MOSFET〔GK-8〕都均勻散布安裝于公共G極和S極之間的模塊殼體上，其外殼在安裝部位〔GK-10〕處與模塊殼體內腔表面緊密固接;
每只TMOS功率MOSFET的G極上，都接有一只相同阻值的匹配電阻〔GK-9〕，電阻的另一端并聯(lián)連接于模塊公共G極〔GK-5〕;
每只TMOS功率MOSFET各電極均以最短的距離分別同模塊的對應公共電極之間實現(xiàn)電聯(lián)結，最好在各TMOSG極端部加一高頻磁環(huán)，以降低線路附加分布電感、阻尼自由振蕩。
兩殼體扣接在一起的模塊，其內腔封灌有耐熱絕緣粘接劑，從而保證內部機械連結的可靠性和電氣上的防潮、防蝕性。
符合上述結構特征的功率模塊，在本實施例中，可由40只TMOS功率MOSFET并聯(lián)連結組成，其額定電流為600安培，極限電流為1200安培，每只TMOS功率MOSFET的G極匹配電阻值為510歐姆。
這種結構特征功率模塊，具有“鋁散熱、銅導電”的雙重效能。因為在大電流應用的情況下，銅、鋁之間實現(xiàn)電氣連結，其交接面產(chǎn)生的電蝕現(xiàn)象將成為一個嚴重的問題，因大量應用的導線接頭均為銅質，固將模塊主電極制成鋁質將是不適宜的?？紤]到散熱、制作散熱器的最佳材料是硅鋁合金CL102，但其導電性能不如紫銅，所以在模塊殼體的結構設計中，充分體現(xiàn)了使兩種不同性質的金屬材料各揚其長的構想。
本電瓶叉車控制器的大功率模塊，在直流感性負載大功率、大電流控制系統(tǒng)中，它不僅適用于電瓶叉車作調速傳動系統(tǒng)中的固態(tài)功率控制器件，它亦適用于造紙、印刷、印染等行業(yè)的精密調速傳動系統(tǒng)以及恒速傳動系統(tǒng)作固態(tài)功率控制器件。
權利要求
1.一種電瓶叉車控制器，由走行電機和油泵電機功率執(zhí)行器件及其激勵控制電路和操動機構組成，其特征在于A、本電瓶叉車控制器有一套光電數(shù)控型指令信號產(chǎn)生和發(fā)送裝置，它由光電發(fā)射管及其工作電路、光電接收管及其工作電路、光電碼輪及其操動機構所組成，其結構形式是，由一個主傳動軸帶動一組齒輪傳動系統(tǒng)來驅動控制一只位于光電發(fā)射管與光電接收管之間的光電碼輪盤轉動；B、本電瓶叉車控制器有兩個基準工作頻率激勵脈沖信號產(chǎn)生器，各由一只自激振蕩器和他激單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器構成，其中一個控制叉車的液壓動力電機，另一個用于走行的調速控制，該走行電機的調速控制信號產(chǎn)生器中的自激振蕩器用于控制振蕩頻率，而其中他激單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的阻容定時電路與一個四位二進制數(shù)字信號處理電路的模擬開關輸出端一組不同阻值的電阻分別串聯(lián)，通過電阻值的轉換來控制輸出脈沖寬度；兩激勵脈沖信號產(chǎn)生器分別與兩只邏輯控制門組成鍵控振蕩器，激勵脈沖信號的有無取決于兩控制門的邏輯狀態(tài)，兩振蕩器通過一組轉換開關的切換分別接入大功率開關的激勵控制極回路中；C、本電瓶叉車控制器的大功率開關是由多只功率場效應晶體管并聯(lián)組成的功率模塊。該模塊通過電路中接觸器觸點的邏輯切換，分別與走行或液壓動力電機串聯(lián)；兩臺電機共用一只續(xù)流二極管，該續(xù)流二極管與兩臺電機反向并聯(lián)；D、本電瓶叉車控制器還裝有由一系列邏輯控制門和驅動器電路，以及邏輯指令執(zhí)行開關和切換接觸器機構組成的實施邏輯控制系統(tǒng)和執(zhí)行機構。
2.根據(jù)權利要求1所述的電瓶叉車控制器，其特征是由多功率開關，可控硅控制器(SCR)、門電路(M8、M9)和控制開關(TK′1、TK4)組成該電瓶叉車控制器的剎車斷電與零位保護裝置。
3.根據(jù)權利要求2所述的電瓶叉車控制器，其特征是由集成電路穩(wěn)壓電源(W)提供+15V控制電路工作電源。
4.根據(jù)權利要求3所述的電瓶叉車控制器，其特征是，由比較器(A1)、指示燈(H)、振蕩器(ZA)和蜂嗚器(DD)組成蓄電池電源欠電壓聲光報警裝置。
5.一種如權利要求1所述的功率模塊，其特征是-功率模塊的外殼是由兩塊相同形狀的殼體〔GK-13〕扣接而成，可用鋁合金壓鑄而成;-功率模塊的殼體〔GK-13〕外表面成凸起的排片狀散熱片〔GK-16〕;-功率模塊〔GK-13〕內鑲嵌有紫銅板制成的主電極〔GK-1〕(公共D極)，其接線端伸出殼體外，通過接線孔〔GK-14〕與外電路連接;-在殼體〔GK-13〕內腔表面開有條形溝槽，在其中鑲嵌有銅質材料的模塊公共S極〔GK-2〕，S極〔GK-2〕與所述溝槽之間，由絕緣體〔GK-11〕填充，使其成為緊密配合，S極的一端露出殼體外，并開有一個接線孔〔GK-15〕;-在殼體〔GK-13〕的內腔中S極板的兩側，還對稱安裝有兩塊“L”形敷銅板構成的公共G極〔GK-5〕，它通過殼體壁上的開孔將接線端〔GK-3〕伸出殼體之外，公共G極板〔GK-5〕通過絕緣體固接于模塊殼體內表面;-功率模塊〔GK〕的每只TMOS功率MOSFET〔GK-8〕都均勻散布安裝于公共G極和S極之間的模塊殼體上，其外殼在安裝部位〔GK-10〕處與模塊殼體內腔表面緊密固接;-每只TMOS功率MOSFET的G極上，都接有一只相同阻值的匹配電阻〔GK-9〕，電阻的另一端并聯(lián)連接于模塊公共G極〔GK-5〕;-每只TMOS功率MOSFET各電極均以最短的距離分別同模塊的對應公共電極之間實現(xiàn)電聯(lián)結;-兩殼體扣接在一起的模塊，其內腔封灌有耐熱絕緣粘接劑，從而保證內部機械連結的可靠性和電氣上的防潮、防蝕性。
全文摘要
一種電瓶叉車控制器，由光電數(shù)控型信號產(chǎn)生器接收和發(fā)送對運行電機調速指令，由雙單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和邏輯控制門組成的鍵控振蕩器提供定頻調寬的激勵控制信號。由多只功率場效應管并聯(lián)組成的特制功率模塊作功率執(zhí)行器件并通過實時邏輯控制系統(tǒng)和邏輯切換執(zhí)行機構分別串聯(lián)于走行與油泵電機回路。從而實現(xiàn)電路中接觸器主觸點的無火花切換；腳剎車斷電保護、零位保護以及電瓶欠電壓自動提示；并且能對走行電機實施數(shù)控調速、對油泵電機實施全電壓啟動和停止的鍵控方式。
文檔編號B66F9/06GK1063660SQ9110692
公開日1992年8月19日 申請日期1991年2月2日 優(yōu)先權日1991年2月2日
發(fā)明者張曙光 申請人:南京鐵路分局鎮(zhèn)江站